多晶硅柵極的后處理方法、多晶硅柵極和靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本申請(qǐng)涉及半導(dǎo)體集成電路的技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種多晶硅柵極的后處 理方法、多晶硅柵極和靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有半導(dǎo)體器件通常由NM0S晶體管和PM0S晶體管組成。NM0S晶體管和PM0S晶 體管包括設(shè)置于襯底中NM0S有源區(qū)和PM0S有源區(qū)上的多晶硅柵極，以及設(shè)置于多晶硅柵 極的兩側(cè)的源漏極，其中多晶硅柵極包括形成于襯底中NM0S有源區(qū)上的NM0S柵極和形成 于所述襯底中PM0S有源區(qū)上的PM0S柵極。目前，通常需要對(duì)多晶硅柵極進(jìn)行后處理（例 如離子注入等），以提高多晶硅柵極的閾值電壓，進(jìn)而提高半導(dǎo)體器件的性能。舉例而言，在 靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器中通常對(duì)多晶硅柵極進(jìn)行離子注入以提高多晶硅柵極的閾值電壓，進(jìn)而提 高靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器的讀寫性能。
[0003] 圖1至圖3示出了一種對(duì)多晶硅柵極進(jìn)行后處理的方法。該多晶硅柵極包括形成 于NM0S有源區(qū)11'上的NM0S柵極21'和形成于PM0S有源區(qū)13'上的PM0S柵極23'，該 后處理方法包括以下步驟：首先，對(duì)NM0S柵極21'進(jìn)行磷離子預(yù)注入以在NM0S柵極21' 中靠近NM0S有源區(qū)11'的一側(cè)形成磷離子摻雜預(yù)備區(qū)31'，并對(duì)形成有磷離子摻雜預(yù)備 區(qū)31'的NM0S柵極21'進(jìn)行退火處理，進(jìn)而形成如圖1所示的基體結(jié)構(gòu)；然后，對(duì)退火處 理后的NM0S柵極21'進(jìn)行磷離子注入以在NM0S柵極21'中形成磷離子摻雜區(qū)33'，進(jìn)而 形成如圖2所示的基體結(jié)構(gòu)；最后，對(duì)PM0S柵極23'進(jìn)行硼離子注入，并對(duì)硼離子注入后 的PM0S柵極23'進(jìn)行退火處理，以在PM0S柵極23'中形成硼離子摻雜區(qū)41'，進(jìn)而形成 如圖3所示的基體結(jié)構(gòu)。
[0004] 在上述后處理方法中，磷離子摻雜預(yù)備區(qū)3廣中的磷離子會(huì)橫向擴(kuò)散進(jìn)入PM0S 柵極23'，并在PM0S柵極23'靠近PM0S有源區(qū)13'的一側(cè)形成磷離子摻雜區(qū)33'。在 對(duì)PM0S柵極23'進(jìn)行硼離子注入和退火處理P型離子注入和退火處理之后，由于PM0S柵 極23'中靠近PM0S有源區(qū)13'的一側(cè)的硼離子的濃度較低，使得PM0S柵極23'中載流 子包括硼離子摻雜引入的空穴和磷離子摻雜引入的電子發(fā)生復(fù)合，從而在M0S柵極中靠近 PM0S有源區(qū)13'的一側(cè)形成耗盡區(qū)43'。該耗盡層會(huì)導(dǎo)致多晶硅柵極的閾值電壓增大，進(jìn) 而降低半導(dǎo)體器件的性能，甚至使得半導(dǎo)體器件發(fā)生失效。針對(duì)上述問題，目前還沒有有效 的解決方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本申請(qǐng)旨在提供一種多晶硅柵極的后處理方法、多晶硅柵極和靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器， 以減少多晶硅柵極中的耗盡區(qū)。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N多晶硅柵極的后處理方法，多晶硅柵極包 括形成于襯底中NM0S有源區(qū)上的NM0S柵極和形成于襯底中PM0S有源區(qū)上的PM0S柵極， 該后處理方法包括：對(duì)NM0S柵極進(jìn)行碳和/或鍺離子摻雜以形成摻雜區(qū)，摻雜區(qū)的表面與 NMOS柵極中靠近NMOS有源區(qū)的表面相貼；對(duì)形成有摻雜區(qū)的NMOS柵極進(jìn)行N型摻雜，以 在NM0S柵極中形成N型摻雜區(qū)；對(duì)PM0S柵極進(jìn)行P型摻雜，以在PM0S柵極中形成P型摻 雜區(qū)。
[0007] 進(jìn)一步地，上述后處理方法中，形成摻雜區(qū)的步驟包括：對(duì)NM0S柵極進(jìn)行碳和/或 鍺離子注入以形成摻雜區(qū)。
[0008] 進(jìn)一步地，上述后處理方法中，離子注入中注入離子的能量為5~40KeV，注入離 子的劑量為 1X1〇13 ~1Xl〇15atoms/cm2。
[0009] 進(jìn)一步地，上述后處理方法中，在形成摻雜區(qū)的步驟中形成高度為NMOS柵極的高 度的1/4~2/3的摻雜區(qū)。
[0010] 進(jìn)一步地，上述后處理方法中，對(duì)形成有摻雜區(qū)的NM0S柵極進(jìn)行N型摻雜的步驟 包括：對(duì)形成有摻雜區(qū)的NM0S柵極進(jìn)行N型離子預(yù)注入；對(duì)N型離子預(yù)注入后的NM0S柵極 進(jìn)行退火處理，以在NM0S柵極中靠近NM0S有源區(qū)的一側(cè)形成N型摻雜預(yù)備區(qū)；對(duì)退火處理 后的NM0S柵極進(jìn)行N型離子注入，以形成N型摻雜區(qū)。
[0011] 進(jìn)一步地，上述后處理方法中，對(duì)PM0S柵極進(jìn)行P型摻雜的步驟包括：對(duì)PM0S柵 極進(jìn)行P型離子注入；對(duì)P型離子注入后的PM0S柵極進(jìn)行退火處理，以形成P型摻雜區(qū)。
[0012] 本申請(qǐng)還提供了一種多晶硅柵極，包括設(shè)置于襯底中NM0S有源區(qū)上的NM0S柵極 和設(shè)置于襯底中PM0S有源區(qū)上的PM0S柵極，該多晶硅柵極還包括：摻雜區(qū)，設(shè)置于NM0S柵 極中，且摻雜區(qū)的表面與NM0S柵極中靠近NM0S有源區(qū)的表面相貼，摻雜區(qū)中的摻雜元素為 碳和/或鍺；N型摻雜區(qū)，設(shè)置于NM0S柵極中；P型摻雜區(qū)，設(shè)置于PM0S柵極中。
[0013] 進(jìn)一步地，上述多晶硅柵極中，摻雜區(qū)中摻雜元素的濃度為1X1018~ 1X1020atoms/cm3〇
[0014] 進(jìn)一步地，上述多晶硅柵極中，摻雜區(qū)的高度為NMOS柵極的高度的1/4~2/3。
[0015] 本申請(qǐng)還提供了一種靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器，包括襯底和設(shè)置于襯底上的柵極，其中柵 極為本申請(qǐng)上述的多晶硅柵極。
[0016] 應(yīng)用本申請(qǐng)的技術(shù)方案，在對(duì)NM0S柵極進(jìn)行N型摻雜和對(duì)PM0S柵極進(jìn)行P型摻雜 之前，對(duì)NM0S柵極進(jìn)行碳和/或鍺離子摻雜以形成摻雜區(qū)。該碳和/或鍺離子會(huì)占據(jù)NM0S 柵極中晶格的間隙位置，使得NMOS柵極中晶格間距變小，從而提高了摻雜區(qū)對(duì)NMOS柵極中 N型離子的橫向擴(kuò)散的阻擋作用，減少了擴(kuò)散進(jìn)入到PM0S柵極中的N型離子，進(jìn)而減少了 PM0S柵極中由P型離子引入的空穴和N型離子引入的電子之間發(fā)生復(fù)合而產(chǎn)生的耗盡區(qū)， 并進(jìn)一步降低了器件的閾值電壓。
【附圖說明】
[0017] 構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的說明書附圖用來提供對(duì)本申請(qǐng)的進(jìn)一步理解，本申請(qǐng)的示 意性實(shí)施例及其說明用于解釋本申請(qǐng)，并不構(gòu)成對(duì)本申請(qǐng)的不當(dāng)限定。在附圖中：
[0018] 圖1示出了現(xiàn)有多晶硅柵極的后處理的方法中，對(duì)NM0S柵極進(jìn)行磷離子預(yù)注入和 退火處理后的基體的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019] 圖2示出了對(duì)圖1所示的NM0S柵極進(jìn)行磷離子注入后的基體的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020] 圖3示出了對(duì)圖2所示的PM0S柵極進(jìn)行硼離子注入和退火處理后的基體的剖面 結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021] 圖4示出了本申請(qǐng)實(shí)施方式所提供的多晶硅柵極的后處理的方法的流程示意圖；
[0022] 圖5示出了本申請(qǐng)實(shí)施方式所提供的多晶硅柵極的后處理的方法中，對(duì)NM0S柵極 進(jìn)行碳和/或鍺離子摻雜以形成摻雜區(qū)后的基體的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023] 圖6示出了對(duì)圖5所示的NM0S柵極進(jìn)行N型摻雜后的基體的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024] 圖6-1示出了對(duì)圖5所示的NM0S柵極進(jìn)行N型離子預(yù)注入和退火處理后的基體 的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；以及
[0025] 圖7示出了對(duì)PM0S柵極進(jìn)行P型摻雜后的基體的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相 互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本申請(qǐng)。
[0027] 需要注意的是，這里所使用的術(shù)語(yǔ)僅是為了描述【具體實(shí)施方式】，而非意圖限制根 據(jù)本申請(qǐng)的示例性實(shí)施方式。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數(shù)形式 也意圖包括復(fù)數(shù)形式，此外，還應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)在本說明書中使用屬于"包含"和/或"包 括"時(shí)，其指明存在特征、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。
[0028] 為了便于描述，在這里可以使用空間相對(duì)術(shù)語(yǔ)，如"在……之上"、"在……上方"、 "在……上表面"、"上面的"等，用來描述如在圖中所示的一個(gè)器件或特征與其他器件或特 征的空間位置關(guān)系。應(yīng)當(dāng)理解的是，空間相對(duì)術(shù)語(yǔ)旨在包含除了器件在圖中所描述的方位 之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附圖中的器件被倒置，則描述為"在其他器 件或構(gòu)造上方"或"在其他器件或構(gòu)造之上"的器件之后將被定位為"在其他器件或構(gòu)造下 方"或"在其他器件或構(gòu)造之下"。因而，示例性術(shù)語(yǔ)"在……上方"可以包括"在……上方" 和"在……下方"兩種方位。該器件也可以其他不同方式定位（旋轉(zhuǎn)90度或處于其他方 位），并且對(duì)這里所使用的空間相對(duì)描述作出相應(yīng)解釋。
[0029] 正如【背景技術(shù)】中所介紹的，對(duì)多晶硅柵極進(jìn)行后處理的過程會(huì)在PM0S柵極中靠 近PM0S有源區(qū)的一側(cè)形成耗盡區(qū)，導(dǎo)致多晶硅柵極的閾值電壓增大。本申請(qǐng)的發(fā)明人針 對(duì)上述問題研究，提出了一種多晶硅柵極的后處理方法。該多晶硅柵極包括形成于襯